ARC绝热加速量热仪在锂电池安全研究中的应用

绝热加速量热仪（ARC）具有灵敏度高、热惰性小、可测样品量大的特点，既可用于电池组成材料的热安全研究，也可对整个电池开展热特性测试，是锂电池安全评价的重要工具。本文梳理ARC在正负极材料、电解液、SEI膜及整电池层面的典型应用。

一、ARC的核心能力

ARC能够在绝热条件下提供自放热起始温度、温升速率、反应热、反应活化能及绝热最大温升速率时间等参数，为热力学与动力学研究提供可靠依据。相比常规量热手段，ARC更能贴近电池在绝热环境下的真实失控过程，对量化电池的储存、使用与滥用安全边界意义突出。

二、在电池材料层面的研究

正极材料方面，ARC可用于测定热反应温度与放热量，分析导致热失控的材料诱因。研究显示，电池热失控往往接近含电解液正极材料的分解温度区间，说明正极分解与电解液反应放热是失控的重要来源。电解液方面，ARC可从初始放热温度、压力、放热量及反应激烈程度等维度评估其安全性。SEI膜方面，亚稳态组分在典型温度附近存在放热峰，该放热峰不受负极嵌锂量影响，据此可研究SEI膜的热分解行为。

三、在整电池层面的测试

ARC可对不同型号、尺寸的锂电池开展热稳定性分析。以满充态圆柱电池为例，其自放热首先由SEI膜触发，随后正极与电解液发生放热反应；隔膜熔化吸热会使自放热速率出现短暂回落，之后负极与电解液继续反应放热，最终电池彻底热失控并发生爆破分解。ARC还可结合充放电设备，模拟短路、过充、针刺等滥用工况下的热特性。

四、比热容测量与典型实验流程

比热容测定是ARC的重要用途之一，其原理是通过恒功率加热使热量在绝热条件下全部被电池吸收，再根据升温速率反算比热容。与标准物质对比显示，该方法测量误差可控制在较小比例，满足热仿真建模的应用需求。

典型实验流程通常包含多次自动校准与放热检测：首次校准后可能观察到弱放热峰，对应SEI膜破损与隔膜吸热的综合作用；放热终止后再次校准；随后若出现自加速分解，则进入绝热追踪直至热失控。实验数据表明，软包电池在典型温度发生自放热后进入绝热模式，升温速率迅速攀升，最终发生剧烈爆炸并伴随腔体压力骤增。

参考素材来源

本文综合参考了锂电池热安全领域公开技术文献、行业技术媒体文章及实验案例资料，由热安全团队（thermsafe.cn）整理并深度润色，数据已作泛化处理，仅用于技术原理与行业趋势交流。

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• 锂电池HWS热失控测试-绝热加速量热仪ARC
• 宽温域变温比热容测试-差示绝热追踪法
• 绝热环境充放电产热测试
• 失控产气测试
• 方壳/硬壳电池导热系数测定-两状态法无损测试
• ARC过充热失控测试-电滥用触发
• 硬壳/方壳导热系数及接触热阻参数测定-储热释放两状态法
• GB/T 36276绝热温升测试
• ARC针刺热失控

本文内容由热安全团队（thermsafe.cn）整理发布，聚焦绝热加速量热仪实验方法，供行业从业者与科研人员参考。